চিপ ম্যানুফ্যাকচারিং: অ্যাটমিক লেয়ার ডিপোজিশন (ALD)

সেমিকন্ডাক্টর উত্পাদন শিল্পে, ডিভাইসের আকার ক্রমাগত সঙ্কুচিত হওয়ার সাথে সাথে, পাতলা ফিল্ম উপকরণগুলির জমা প্রযুক্তি অভূতপূর্ব চ্যালেঞ্জ তৈরি করেছে। অ্যাটমিক লেয়ার ডিপোজিশন (ALD), একটি পাতলা ফিল্ম ডিপোজিশন প্রযুক্তি যা পারমাণবিক স্তরে সুনির্দিষ্ট নিয়ন্ত্রণ অর্জন করতে পারে, সেমিকন্ডাক্টর উত্পাদনের একটি অপরিহার্য অংশ হয়ে উঠেছে। এই নিবন্ধটির লক্ষ্য হল ALD এর গুরুত্বপূর্ণ ভূমিকা বুঝতে সাহায্য করার জন্য প্রক্রিয়া প্রবাহ এবং নীতিগুলি প্রবর্তন করাউন্নত চিপ উত্পাদন.

1. বিস্তারিত ব্যাখ্যাALDপ্রক্রিয়া প্রবাহ

প্রতিবার জমা করার সময় শুধুমাত্র একটি পারমাণবিক স্তর যোগ করা হয়েছে তা নিশ্চিত করার জন্য ALD প্রক্রিয়া একটি কঠোর ক্রম অনুসরণ করে, যার ফলে ফিল্মের বেধের সুনির্দিষ্ট নিয়ন্ত্রণ অর্জন করা যায়। মৌলিক পদক্ষেপগুলি নিম্নরূপ:

অগ্রদূত নাড়ি: TheALDপ্রক্রিয়াটি প্রতিক্রিয়া চেম্বারে প্রথম অগ্রদূতের প্রবর্তনের সাথে শুরু হয়। এই অগ্রদূত হল একটি গ্যাস বা বাষ্প যাতে লক্ষ্যবস্তু জমার উপাদানের রাসায়নিক উপাদান থাকে যা নির্দিষ্ট সক্রিয় সাইটের সাথে প্রতিক্রিয়া করতে পারে।ওয়েফারপৃষ্ঠ পূর্ববর্তী অণুগুলি একটি স্যাচুরেটেড আণবিক স্তর তৈরি করতে ওয়েফার পৃষ্ঠে শোষিত হয়।

নিষ্ক্রিয় গ্যাস শোধন: পরবর্তীকালে, একটি নিষ্ক্রিয় গ্যাস (যেমন নাইট্রোজেন বা আর্গন) নিষ্ক্রিয় করার জন্য প্রবর্তন করা হয় অপ্রতিক্রিয়াবিহীন অগ্রদূত এবং উপজাতগুলি অপসারণের জন্য, নিশ্চিত করে যে ওয়েফার পৃষ্ঠটি পরিষ্কার এবং পরবর্তী প্রতিক্রিয়ার জন্য প্রস্তুত।

দ্বিতীয় অগ্রদূত পালস: শোধন সম্পন্ন হওয়ার পর, দ্বিতীয় অগ্রদূতটি কাঙ্খিত আমানত তৈরির জন্য প্রথম ধাপে শোষিত পূর্বসূরীর সাথে রাসায়নিকভাবে বিক্রিয়া করার জন্য প্রবর্তিত হয়। এই প্রতিক্রিয়া সাধারণত স্ব-সীমাবদ্ধ হয়, অর্থাৎ, একবার সমস্ত সক্রিয় সাইট প্রথম অগ্রদূত দ্বারা দখল হয়ে গেলে, নতুন প্রতিক্রিয়া আর ঘটবে না।

নিষ্ক্রিয় গ্যাস পুনরায় শোধন: প্রতিক্রিয়া সম্পন্ন হওয়ার পরে, নিষ্ক্রিয় গ্যাস পুনরায় শুদ্ধ করা হয় অবশিষ্ট বিক্রিয়ক এবং উপজাতগুলি অপসারণ করতে, পৃষ্ঠটিকে একটি পরিষ্কার অবস্থায় ফিরিয়ে আনতে এবং পরবর্তী চক্রের জন্য প্রস্তুত করা হয়।

ধাপগুলির এই সিরিজটি একটি সম্পূর্ণ ALD চক্র গঠন করে এবং প্রতিবার একটি চক্র সম্পন্ন হলে, ওয়েফার পৃষ্ঠে একটি পারমাণবিক স্তর যুক্ত করা হয়। চক্রের সংখ্যা সুনির্দিষ্টভাবে নিয়ন্ত্রণ করে, পছন্দসই ফিল্ম বেধ অর্জন করা যেতে পারে।

(ALD এক চক্র ধাপ)

2. প্রক্রিয়া নীতি বিশ্লেষণ

ALD এর স্ব-সীমাবদ্ধ প্রতিক্রিয়া হল এর মূল নীতি। প্রতিটি চক্রে, অগ্রদূত অণুগুলি শুধুমাত্র পৃষ্ঠের সক্রিয় সাইটগুলির সাথে প্রতিক্রিয়া করতে পারে। একবার এই সাইটগুলি সম্পূর্ণরূপে দখল হয়ে গেলে, পরবর্তী পূর্ববর্তী অণুগুলিকে শোষণ করা যায় না, যা নিশ্চিত করে যে প্রতিটি রাউন্ডের জমাতে পরমাণু বা অণুর একটি মাত্র স্তর যুক্ত করা হয়েছে। এই বৈশিষ্ট্যটি পাতলা ফিল্ম জমা করার সময় ALD-কে অত্যন্ত উচ্চ অভিন্নতা এবং নির্ভুলতা তৈরি করে। নীচের চিত্রে দেখানো হয়েছে, এটি জটিল ত্রিমাত্রিক কাঠামোতেও ভাল ধাপ কভারেজ বজায় রাখতে পারে।

3. সেমিকন্ডাক্টর ম্যানুফ্যাকচারিং এ ALD এর প্রয়োগ

ALD ব্যাপকভাবে সেমিকন্ডাক্টর শিল্পে ব্যবহৃত হয়, যার মধ্যে রয়েছে কিন্তু সীমাবদ্ধ নয়:

হাই-কে উপাদান জমা: ডিভাইসের কর্মক্ষমতা উন্নত করতে নতুন প্রজন্মের ট্রানজিস্টরের গেট নিরোধক স্তরের জন্য ব্যবহৃত হয়।

ধাতু গেট জমা: যেমন টাইটানিয়াম নাইট্রাইড (TiN) এবং ট্যানটালাম নাইট্রাইড (TaN), যা ট্রানজিস্টরের সুইচিং গতি এবং দক্ষতা উন্নত করতে ব্যবহৃত হয়।

আন্তঃসংযোগ বাধা স্তর: ধাতু বিস্তার প্রতিরোধ এবং সার্কিট স্থায়িত্ব এবং নির্ভরযোগ্যতা বজায় রাখা।

ত্রিমাত্রিক কাঠামো ভরাট: যেমন ফিনএফইটি কাঠামোতে চ্যানেলগুলি পূরণ করার জন্য উচ্চতর একীকরণ অর্জন করা।

পারমাণবিক স্তর জমা (ALD) তার অসাধারণ নির্ভুলতা এবং অভিন্নতার সাথে সেমিকন্ডাক্টর উত্পাদন শিল্পে বৈপ্লবিক পরিবর্তন এনেছে। ALD-এর প্রক্রিয়া এবং নীতিগুলি আয়ত্ত করে, প্রকৌশলীরা ন্যানোস্কেলে চমৎকার কর্মক্ষমতা সহ ইলেকট্রনিক ডিভাইস তৈরি করতে সক্ষম হয়, তথ্য প্রযুক্তির ক্রমাগত অগ্রগতির প্রচার করে। প্রযুক্তির বিকাশ অব্যাহত থাকায়, ভবিষ্যতে সেমিকন্ডাক্টর ক্ষেত্রে ALD আরও গুরুত্বপূর্ণ ভূমিকা পালন করবে।